預應力混凝土管樁樁身混凝土質量檢測方法探析

張守仁 （安徽省地質實驗研究所，安徽 合肥 230001）

1 引言

預應力混凝土管樁是一種重要的樁基材料，憑借其單樁承載力高、施工速度快、抗彎性能好等優點被廣泛應用于高層建筑、港口、高速公路等各類建筑物的基礎工程中[1]。但在管樁的實際應用過程中，樁身混凝土質量出現問題而導致的糾紛卻時有發生，給設計單位、施工單位以及檢測單位帶來許多不必要的麻煩，同時也給管樁生產廠家和甲方帶來經濟損失。究其原因，主要在于以下兩個方面。一是在管樁的生產過程中，往往存在混凝土攪拌不均勻、計量誤差導致的配合比不準確、養護時間偏短等問題，導致管樁樁身的混凝土強度達不到規定指標或者離散率過大。二是在管樁的施工過程中，常存在吊樁不當、錘形選擇不合理等問題，導致管樁沉樁過程中樁身破壞[2-4]。

根據《預應力混凝土管樁技術標準》（JGJ/T406-2017）[5]中關于管樁質量檢測與驗收的相關規定，當對樁身混凝土質量存在爭議時，宜采用鉆芯法或者全截面抗壓試驗方法來對混凝土強度進行評價。本文分析了使用這兩種檢測方法在檢測過程中的注意事項，討論了這兩種方法的優劣勢，明確了兩種方法的適用范圍，希望能為相關從業人員提供借鑒。

2 鉆芯法

鉆芯法檢測混凝土強度是現今使用較為廣泛的用于管樁質量評定的方法，使用該法既可以準確的獲得管樁樁身混凝土的實際強度，又可以驗證混凝土的砂石級配和離心工藝的合理性，具有眾多優點。依據《鉆芯檢測離心高強混凝土抗壓強度試驗方法》（GB/T 19496）[6]中對鉆芯法檢測過程的規定，其難點主要在于其對鉆樣設備以及芯樣的形位公差要求較高，一般的實驗室條件無法滿足，具體體現為芯樣鉆取難度大和尺寸加工要求高。

2.1 鉆取芯樣的注意事項

由于預應力混凝土管樁樁身混凝土強度較高（通常為C80），樁內含有高強的螺紋鋼筋，同時管樁自身為離心成型構件，外觀為空心圓筒，給鉆樣帶來了較大的困難，在實際取樣過程中需要注意以下三個問題。

2.1.1 鉆芯取樣機的固定

為了保證鉆芯取出的樣品外觀平整，不出現裂紋或者斷裂的現象，鉆樣機必須平穩地固定在管樁樁身。目前較好的方法是針對管樁的不同直徑制作不同直徑的鐵箍，然后在鐵箍上加工支撐取樣機的工作平臺。這樣做的好處主要是既方便了取樣機在管樁樁身移動，又能使得鉆樣機平穩地固定在樁身，提高了鉆芯的效率。

2.1.2 避開主筋鉆芯取樣

管樁的樁身含有高強度的預應力鋼筋（主筋）和纏繞在其上的箍筋，如果在鉆芯過程中不慎碰到了這些鋼筋，可能會導致鉆機電機的損壞。故在鉆芯取樣的過程中，應特別注意避免鉆到管樁的主筋。實際上，不含主筋的混凝土芯樣才能較為真實的反映管樁樁身混凝土的真實強度。

2.1.3 鉆芯取樣的部位及數量

由于管樁為離心成型的空心圓筒形構件，所以應當在管樁的兩頭及中間部位鉆取芯樣，然后再將管樁樁身旋轉120。后繼續取樣，共鉆取9個芯樣，最后通過觀察這些芯樣的緊密程度來判斷混凝土的砂石級配和離心工藝的是否合理。

2.2 芯樣加工的注意事項

芯樣兩端的平整度會對其抗壓強度造成很大的影響，若芯樣兩端平整度差，則混凝土芯樣在施壓過程中會產生應力集中的現象[7]，使得測得的混凝土抗壓強度值偏小，故在芯樣的加工處理過程中應對其外觀質量和形位公差應格外重視。

最終制得的芯樣應滿足以下要求：芯樣表面不得有可見的裂縫、挖角和孔洞；芯樣的圓柱度、平面度、平行度以及垂直度應分別不大于1.5mm，0.06mm，1.0mm 和 2.0。

3 全截面抗壓試驗法

《鉆芯檢測離心高強混凝土抗壓強度試驗方法》（GB/T 19496）中規定當對鉆芯法的檢測結果有爭議時，可采用全截面抗壓試驗法來對樁身混凝土的質量進行評價。全截面抗壓試驗法在國內最早由郭楊[8]等人提出，該方法首先在每批管樁中隨機抽取一根管樁，然后在管樁箍筋非加密區切割制成長徑比為1.0～2.0的試件，與鉆芯法類似，在對試件進行抗壓試驗前，應保證試件的平整度和垂直度滿足試驗要求，當管樁全截面試件的抗壓強度不小于管樁樁身混凝土設計等級的95%時，可以認為抽檢的管樁混凝土合格。

全截面抗壓法相較于鉆芯法有以下優點：①抗壓試件的受力狀態與管樁正常工作時一致；②試件加工和抗壓試驗時不會受到浮漿層的影響；③試件的加工過程只需要控制兩端的平整度，制樣過程不像鉆芯法一樣繁瑣。

4 結論及建議

目前在國內，鉆芯法已被業內諸多相關部門和技術人員所接受，應用極為廣泛，但該法對鉆芯、磨平、鋸切等設備和工藝以及芯樣的平面度、垂直和平行度的要求較高，因此對芯樣的鉆取過程和加工過程應予以充分重視。在實際工程中，可以根據檢測的需求靈活選用兩種檢測方法。在兩種方法均可行的條件下，由于鉆芯法的廣泛認可程度，可以優先選用鉆芯法檢測；當使用鉆芯法獲得的結果出現爭議時，可以采用全截面抗壓法來對樁身混凝土質量進行評價。特別地，在經費及時間允許的情況下，可以分別采用鉆芯法和全截面抗壓試驗法對樁身混凝土的質量進行檢測，并對其結果進行比較分析，以使獲得的結果更加具有說服力。

5 展望

鉆芯法和全截面抗壓法是目前對預制管樁樁身混凝土質量進行檢測效果較好的兩種方法，在實際工程中，應將兩種檢測方法的優點相結合，使檢測結果更加具有說服力。同時，可以看到的是鉆芯法和全截面抗壓法均為破壞性試驗，一般在斷樁上使用較多，難以大范圍使用。隨著科學技術的進一步發展，未來管樁樁身混凝土的檢測應朝著無損檢測的方向前進，以使得檢測成本進一步降低。